麻省理工学院研发新凝胶可根据需求改变颜色
麻省理工学院(MIT)研究人员已经发明了一种新型结构化凝胶,此凝胶能够在受到外界刺激(包括温度、压力、
盐浓度和湿度)的情况下,迅速改变颜色。MIT材料科学与工程Morris Cohen教授Edwin Thomas介绍,除其他应
用外,这种结构化凝胶可用于快速、廉价的化学传感器。如在食品加工厂,这种环境传感器能够指示必须保持干燥
的食品是否湿度超标。
该结构化凝胶的重要成分是一种在受到某些刺激时会膨胀或收缩的材料。凝胶厚度的变化使得凝胶在整个可见
光谱范围内改变颜色。按照观察物体的角度不同反射不同颜色的物体已经存在,但是一旦这些物体制造后,其属性
则无法改变。MIT研究团队着手研究一种能够按照外部刺激改变颜色的材料。MIT材料科学与工程设计系主任Thomas
称:“我们希望开发一种可调节的材料。”为了达到这一目的,他们从自组装嵌段共聚物薄膜开始,这种薄膜是由聚
苯乙烯和聚2-乙烯基吡啶两种材料交替层组成。交替层的厚度及其折射率决定产生的凝胶反射光的颜色。通过保持
聚苯乙烯层厚度不变,同时随外部刺激(例如pH值和盐浓度)变化聚2-乙烯基吡啶的厚度,研究人员能够在较短
的时间内改变凝胶的颜色。
新凝胶还对压力、湿度和温度变化敏感。Thomas说:“可以使用机械或化学驱动力获得很大的反应,从紫外线
(300nm)到红外线(1600nm)整个光谱。”(菲)
